すばる望遠鏡における地球型惑星探査

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02063
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田村 元秀 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00260018)
• 研究分担者: 小谷 隆行 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, アストロバイオロジーセンター, 助教 (40554291)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 系外惑星 / 赤外線 / 地球型惑星 / 視線速度法 / 光周波数コム / M型星

研究実績の概要

本研究では、新規に開発した世界最高精度のすばる用赤外線ドップラー分光器IRDを用い、主として後期M型星（赤色矮星）の周りのハビタブル地球型惑星を多数検出するための集中的観測を遂行する。また、関連する系外惑星の研究やフォローアップ観測を展開する。装置として完成した近赤外ドップラー観測機器IRDを用いて、すばる望遠鏡における戦略枠観測および一般共同利用観測による系外惑星の観測を推進した。天候およびマウナケア現地問題による観測が実行できないこともあったが、装置トラブルにより観測ができない場面は無く、順調に観測が行えるようになっている。今年度は、装置単体では短期間に1m/s以下、恒星の固有の速度変動を含んで約2m/s以下という速度決定精度の、年単位での長期安定性を実証した。また、赤外線分光器および光周波数コムの長期にわたる安定運用も進めることができた。さらに、すばる望遠鏡における30夜程度の戦略枠観測を継続して遂行した。さらに、本サーベイ観測を効率的に遂行するための、画像解析パイプラインの一次処理および二次処理の統合化と視線速度測定用解析ソフトウェア、大気組成解析などの、高分散分光スペクトルを用いて行える研究の手法の構築も進めた。その結果、今後集中観測を進めるべき地球型惑星候補のターゲットを選定できた。さらに、近傍M型星まわりの地球型惑星系であるトラピスト1惑星系のロシター効果の測定や、若いトランジット惑星の質量上限をこれまでの可視光分光観測より精度良く決定することにも成功した。また、系外惑星に関する国際会議「In the Spirit of Lyot 2019」を東京で開催し、200名の研究者が国内外から参加した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] プリンストン大学/ハワイ大学/アリゾナ大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: プリンストン大学/ハワイ大学/アリゾナ大学
  • 他の機関数: 12
• [国際共同研究] マックスプランク研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: マックスプランク研究所
• [国際共同研究] 南アフリカ天文台(南アフリカ)
  • 国名: 南アフリカ
  • 外国機関名: 南アフリカ天文台
• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: トロント大学
• [雑誌論文] Near-infrared Imaging of a Spiral in the CQ Tau Disk (2020)
  • 著者名/発表者名: Uyama Taichi、Muto Takayuki、Mawet Dimitri, et al. （31名中27番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 159 ページ: 118～118
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab7006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evidence for Spin-Orbit Alignment in the TRAPPIST-1 System (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirano Teruyuki、Gaidos Eric、Winn Joshua N., et al. （24名中8番目）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 890 ページ: L27～L27
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab74dc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-resolution Near-infrared Polarimetry and Submillimeter Imaging of FS Tau A: Possible Streamers in Misaligned Circumbinary Disk System (2020)
  • 著者名/発表者名: Yang Yi、Akiyama Eiji、Currie Thayne, et al.（59名中59番目）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 889 ページ: 140～140
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab64f9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Atmospheric Characterization and Further Orbital Modeling of κ Andromeda b (2020)
  • 著者名/発表者名: Uyama Taichi、Currie Thayne、Hori Yasunori, et al.（22名中13番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 159 ページ: 40～40
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab5afa
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MuSCAT2 multicolour validation of TESS candidates: an ultra-short-period substellar object around an M dwarf (2020)
  • 著者名/発表者名: Parviainen H.、Palle E.、Zapatero-Osorio M. R., et al.（40名中22番目）
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 633 ページ: A28～A28
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935958
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Subaru Near-infrared Imaging Polarimetry of Misaligned Disks around the SR 24 Hierarchical Triple System (2019)
  • 著者名/発表者名: Mayama Satoshi、Perez Sebastien、Kusakabe Nobuhiko, et al.（69名中69番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 159 ページ: 12～12
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab5850
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Radial velocity confirmation of K2-100b: a young, highly irradiated, and low-density transiting hot Neptune (2019)
  • 著者名/発表者名: Barragan O、Aigrain S、Kubyshkina D., et al.（40名中40番目）
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 490 ページ: 698～708
  • DOI: 10.1093/mnras/stz2569
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Kojima-1Lb Is a Mildly Cold Neptune around the Brightest Microlensing Host Star (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukui A.、Suzuki D.、Koshimoto N.,（60名中60番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 158 ページ: 206～206
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab487f
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Near-resonance in a System of Sub-Neptunes from TESS (2019)
  • 著者名/発表者名: Quinn Samuel N.、Becker Juliette C.、Rodriguez Joseph E., et al.（81名中77番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 158 ページ: 177～177
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab3f2b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] IC 4665 DANCe (2019)
  • 著者名/発表者名: Miret-Roig N.、Bouy H.、Olivares J.、Sarro L. M.、Tamura M.、Allen L.、Bertin E.、Serre S.、Berihuete A.、Beletsky Y.、Barrado D.、Huelamo N.、Cuillandre J.-C.、Moraux E.、Bouvier J.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 631 ページ: A57～A57
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935518
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multicolour photometry for exoplanet candidate validation (2019)
  • 著者名/発表者名: Parviainen H.、Tingley B.、Deeg H. J.、Palle E.、Alonso R.、Montanes Rodriguez P.、Murgas F.、Narita N.、Fukui A.、Watanabe N.、Kusakabe N.、Tamura M.、Nishiumi T.、Prieto-Arranz J.、Klagyivik P.、Bejar V. J. S.、Crouzet N.、Mori M.、Hidalgo Soto D.、Casasayas Barris N.、Luque R.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 630 ページ: A89～A89
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935709
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Super-Earth and Sub-Neptune Transiting the Late-type M Dwarf LP 791-18 (2019)
  • 著者名/発表者名: Crossfield Ian J. M.、Waalkes William、Newton Elisabeth R., et al.（60名中48番目）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 883 ページ: L16～L16
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab3d30
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Greening of the brown-dwarf desert (2019)
  • 著者名/発表者名: Persson Carina M.、Csizmadia Szilerd、Mustill Alexander J., et al.（58名中58番目）
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 628 ページ: A64～A64
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935505
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Planetary system around the nearby M dwarf GJ 357 including a transiting, hot, Earth-sized planet optimal for atmospheric characterization (2019)
  • 著者名/発表者名: Luque R.、Palle E.、Kossakowski D., et al.（76名中76番目）
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 628 ページ: A39～A39
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935801
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Chromaticity Analysis and PSF Subtraction Techniques for SCExAO/CHARIS Data (2019)
  • 著者名/発表者名: Gerard Benjamin L.、Marois Christian、Currie Thayne、Brandt Timothy、Chilcote Jeffrey K.、Draper Zachary H.、Groff Tyler、Guyon Olivier、Hayashi Masahiko、Jovanovic Nemanja、Knapp Gillian R.、Kudo Tomoyuki、Kwon Jungmi、Lozi Julien、Martinache Frantz、McElwain Michael、Tamura Motohide、Uyama Taichi
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 158 ページ: 36～36
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab21d4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Mass Limit for the Young Transiting Planet V1298 Tau b (2019)
  • 著者名/発表者名: Beichman Charles、Hirano Teruyuki、David Trevor J.、Kotani Takayuki、Hillenbrand Lynne A.、Vasisht Gautam、Ciardi David R.、Harakawa Hiroki、Kudo Tomoyuki、Omiya Masashi、Kuzuhara Masayuki、Tamura Motohide
  • 雑誌名: Research Notes of the AAS 巻: 3 ページ: 89～89
  • DOI: 10.3847/2515-5172/ab2c9d
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of An au-scale Excess in Millimeter Emission from the Protoplanetary Disk around TW Hya (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsukagoshi Takashi、Muto Takayuki、Nomura Hideko、Kawabe Ryohei、Kanagawa Kazuhiro D.、Okuzumi Satoshi、Ida Shigeru、Walsh Catherine、Millar Tom J.、Takahashi Sanemichi Z.、Hashimoto Jun、Uyama Taichi、Tamura Motohide
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 878 ページ: L8～L8
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab224c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Qatar Exoplanet Survey: Qatar-8b, 9b, and 10b - A Hot Saturn and Two Hot Jupiters (2019)
  • 著者名/発表者名: Alsubai Khalid、Tsvetanov Zlatan I.、Pyrzas Stylianos., et al.（29名中23番目）
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 157 ページ: 224～224
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab19bc
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA survey of Class II protoplanetary disks in Corona Australis: a young region with low disk masses (2019)
  • 著者名/発表者名: Cazzoletti P.、Manara C. F.、Baobab Liu H.、van Dishoeck E. F.、Facchini S.、Alcala J. M.、Ansdell M.、Testi L.、Williams J. P.、Carrasco-Gonzalez C.、Dong R.、Forbrich J.、Fukagawa M.、Galvan-Madrid R.、Hirano N.、Hogerheijde M.、Hasegawa Y.、Muto T.、Pinilla P.、Takami M.、Tamura M.、Tazzari M.、Wisniewski J. P.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 626 ページ: A11～A11
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935273
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] No Clear, Direct Evidence for Multiple Protoplanets Orbiting LkCa 15: LkCa 15 bcd are Likely Inner Disk Signals (2019)
  • 著者名/発表者名: Currie Thayne、Marois Christian、Cieza Lucas et al.,（33名中18番目
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 877 ページ: L3～L3
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab1b42
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ruprecht 147 DANCe (2019)
  • 著者名/発表者名: Olivares J.、Bouy H.、Sarro L. M.、Miret-Roig N.、Berihuete A.、Bertin E.、Barrado D.、Huelamo N.、Tamura M.、Allen L.、Beletsky Y.、Serre S.、Cuillandre J.-C.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 625 ページ: A115～A115
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201834924
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-epoch Direct Imaging and Time-variable Scattered Light Morphology of the HD 163296 Protoplanetary Disk (2019)
  • 著者名/発表者名: Rich Evan A.、Wisniewski John P.、Currie Thayne, et al.（61名中61番目）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 875 ページ: 38～38
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab0f3b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Tail Structure Associated with a Protoplanetary Disk around SU Aurigae (2019)
  • 著者名/発表者名: Akiyama Eiji、Vorobyov Eduard I.、Baobabu Liu Hauyu、Dong Ruobing、de Leon Jerome、Liu Sheng-Yuan、Tamura Motohide
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 157 ページ: 165～165
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab0ae4
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Exploring Exoplanet and Star-Formation Studies with Subaru (2019)
  • 著者名/発表者名: Motohide Tamura
  • 学会等名: Subaru Telescope 20th Anniversary Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lyot 2019: Opening and Closing Remarks (2019)
  • 著者名/発表者名: Motohide Tamura
  • 学会等名: In the Spirit of Lyot 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Development of the Extremely High-Contrast, High Spectral Resolution Spectrometer REACH for the Subaru Telescope (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kotani, Hajime Kawahara, Masato Ishizuka, Nemanja Jovanovic, Olivier Guyon, Julien Lozi, Sebastien Vievard, Ananya Sahoo, Motohide Tamura
  • 学会等名: In the Spirit of Lyot 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SCExAO: Current status and upgrades (2019)
  • 著者名/発表者名: Julien Lozi et al.（35名中33番目）
  • 学会等名: In the Spirit of Lyot 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The Beginning of the Strategic Large Exploration for Exoplanets Orbiting Nearby Late-M Dwarfs with the InfraRed Doppler (IRD) Spectrograph on the Subaru Telescope (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuzuhara, Masayuki; Sato, Bun'ei; Tamura, Motohideほか（24名中3番目）
  • 学会等名: Extreme Solar Systems
  • 国際学会
• [学会発表] TMT 時代の系外惑星観測と観測装置 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村元秀
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
  • 招待講演
• [学会発表] 近赤外高分散分光器 IRD による系外惑星のトランジット分光観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平野照幸，Eric Gaidos, 葛原昌幸，小谷隆行，田村元秀，すばる/IRD チーム
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] 地上望遠鏡による TRAPPIST-1g 大気のトランジット分光観測と解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森 万由子, 福井暁彦, 成田憲保, John Livingston, 川内紀代恵, 田村元秀
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科天文学専攻
  • URL: http://www.astron.s.u-tokyo.ac.jp/members/doa/tamura_motohide/
• [備考] 自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター
  • URL: http://abc-nins.jp/
• [学会・シンポジウム開催] In the Spirit of Lyot 2019 (2019)